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FR2921590A1 - Multi-voltage power supply device for hybrid vehicle, has low voltage power supply system including relay that connects additional electrical energy source i.e. battery, with low voltage battery, in series and parallel manner - Google Patents

Multi-voltage power supply device for hybrid vehicle, has low voltage power supply system including relay that connects additional electrical energy source i.e. battery, with low voltage battery, in series and parallel manner
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FR2921590A1
FR2921590A1FR0758000AFR0758000AFR2921590A1FR 2921590 A1FR2921590 A1FR 2921590A1FR 0758000 AFR0758000 AFR 0758000AFR 0758000 AFR0758000 AFR 0758000AFR 2921590 A1FR2921590 A1FR 2921590A1
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Alexis Beauvillain
Benoit Menet
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Peugeot Citroen Automobiles SA
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Abstract

The device has a low voltage power supply system (24) including a low voltage i.e. 12 volt, battery (28) supplying power to a stop and start system (30) and electrical wiring system auxiliaries (32) e.g. heater plugs. An electrical power system (26) has a high voltage i.e. 24 volt, battery (44) that supplies power to an electrical traction machine (22) i.e. electric motor, and electrical wiring system auxiliaries (50) e.g. headlights. The system (24) has a relay (38) that connects an additional electrical energy source (36) i.e. battery, with the battery (28), in a series and parallel manner. An independent claim is also included for a method for managing a power supply device.

Description

Translated fromFrench

Dispositif et procédé d'alimentation électrique multi-tension pour véhicules hybrides [0001 La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'alimentation électrique pour des véhicules hybrides munis d'un système d'arrêt et de redémarrage automatiques (système dit stop and start , désigné ci-après par l'abréviation STT ) du moteur thermique des véhicules. [0002] La lutte contre la pollution atmosphérique a conduit les constructeurs automobiles à développer des véhicules à plus faible consommation de carburant. Une première solution consiste à récupérer l'énergie perdue ou gaspillée pendant le roulage du véhicule (énergie dépensée pour le freinage par exemple) et à l'utiliser pour actionner un moteur électrique de traction, en supplément du moteur thermique. Le fonctionnement du moteur électrique nécessite généralement une source d'énergie électrique à plus haute tension que la tension habituelle des batteries équipant les véhicules classiques (généralement 12 Volts). La tension électrique de cette source d'énergie électrique, dite à haute tension , peut être par exemple de l'ordre de 24 Volts (la batterie classique de 12 Volts est alors appelée batterie basse tension ). Cependant, lorsque le véhicule est entraîné par le moteur électrique uniquement, le moteur thermique est arrêté et, de ce fait, l'alternateur couplé au vilebrequin du moteur thermique ne fonctionne pas et ne délivre donc aucun courant. Les auxiliaires électriques (essuie-glaces, phares, radio, etc.) du réseau électrique de bord, alimentés généralement par le courant fourni par l'alternateur, doivent alors être alimentés, soit par la batterie basse tension, soit par la source d'énergie haute tension mais à travers un convertisseur DC/DC adaptant la tension fournie par la machine haute tension à celle du réseau de bord. Pour cela, il est cependant nécessaire que : 2The present invention relates to a device and a power supply method for hybrid vehicles equipped with an automatic stop and restart system (stop and start system). , hereinafter abbreviated STT) of the engine of the vehicles. [0002] The fight against atmospheric pollution has led car manufacturers to develop vehicles with lower fuel consumption. A first solution is to recover the energy lost or wasted during the running of the vehicle (energy spent on braking for example) and use it to operate an electric traction motor, in addition to the engine. The operation of the electric motor generally requires a source of electrical power at higher voltage than the usual voltage of batteries used in conventional vehicles (generally 12 volts). The voltage of this source of electrical energy, called high voltage, can be for example of the order of 24 volts (the conventional battery of 12 volts is then called low voltage battery). However, when the vehicle is driven by the electric motor only, the engine is stopped and, as a result, the alternator coupled to the crankshaft of the engine does not run and thus delivers no current. The electrical auxiliaries (wipers, headlights, radio, etc.) of the on-board electrical network, generally supplied by the current supplied by the alternator, must then be powered by either the low-voltage battery or the source of power. high voltage energy but through a DC / DC converter adapting the voltage supplied by the high voltage machine to that of the on-board network. For this, however, it is necessary that: 2

- la batterie basse tension soit d'une capacité suffisamment importante pour pouvoir alimenter les auxiliaires électriques du réseau électrique basse tension avec ce que cela implique en termes d'encombrement, de poids et de coût pour la batterie; et - le convertisseur DC/DC soit suffisamment puissant pour pouvoir alimenter les auxiliaires électriques du réseau électrique basse tension du véhicule, ce qui implique un encombrement, un poids et un coût non négligeable du convertisseur DC/DC. [0003] Une deuxième solution pour diminuer la consommation de carburant, cumulable éventuellement avec la première, consiste à arrêter et à redémarrer automatiquement le moteur thermique si certaines conditions prédéterminées (par exemple, véhicule immobilisé à un feu rouge) sont réunies (système STT). Le redémarrage du moteur thermique est généralement effectué par l'alternateur qui dans ce cas est capable de fonctionner en moteur électrique alimenté par la batterie basse tension, entraînant la rotation du vilebrequin du moteur thermique (alternateur réversible). Cependant, d'une part, lors du redémarrage du moteur thermique, des fluctuations de tension importantes ont lieu aux bornes de la batterie basse tension. Ces fluctuations de tension peuvent perturber le fonctionnement des auxiliaires électriques du réseau de bord. D'autre part, le couple mécanique que doit fournir l'alternateur réversible pour redémarrer le moteur thermique est limité par le niveau de puissance de la batterie basse tension, ce qui peut rendre difficile le redémarrage du moteur thermique lorsque le couple est faible. [0004] La présente invention a pour but d'améliorer le fonctionnement des véhicules hybrides munis d'un système STT, et plus particulièrement de diminuer, ou même de supprimer, au moins l'un des inconvénients cités précédemment. 3the low-voltage battery has a sufficiently large capacity to be able to supply the electrical auxiliaries of the low-voltage electrical network with what this implies in terms of size, weight and cost for the battery; and the DC / DC converter is sufficiently powerful to be able to supply the electrical auxiliaries of the low-voltage electrical network of the vehicle, which implies a space requirement, a weight and a significant cost of the DC / DC converter. A second solution to reduce fuel consumption, possibly cumulative with the first, is to automatically stop and restart the engine if certain predetermined conditions (for example, immobilized vehicle at a red light) are met (STT system) . The restart of the engine is generally performed by the alternator which in this case is able to operate as an electric motor powered by the low voltage battery, causing the rotation of the crankshaft of the heat engine (reversible alternator). However, on the one hand, when restarting the heat engine, large voltage fluctuations occur at the terminals of the low voltage battery. These voltage fluctuations can disrupt the operation of the electrical auxiliaries of the onboard network. On the other hand, the mechanical torque that must provide the reversible alternator to restart the engine is limited by the power level of the low voltage battery, which can make it difficult to restart the engine when the torque is low. The present invention aims to improve the operation of hybrid vehicles equipped with an STT system, and more particularly to reduce, or even eliminate, at least one of the disadvantages mentioned above. 3

[0005] A noter qu'un système sans convertisseur DC/DC est connu de la demande de brevet US 2006/0127704 A1, mais là où le convertisseur assure normalement le lien entre un stockeur d'énergie de traction (une batterie haute tension) et un producteur d'énergie (une pile à combustible), et non dans un système où le convertisseur DC/DC assure le lien entre deux stockeurs d'énergie, en l'occurrence la batterie haute tension et les batteries de démarrage/ service du réseau de bord. De plus, cette demande de brevet ne peut pas s'appliquer à l'amélioration de la phase de démarrage d'un moteur thermique. [0006] La présente invention concerne un dispositif d'alimentation électrique pour véhicule hybride muni d'un moteur thermique, d'une machine électrique et d'un système Stop & Start (STT), le dispositif comprenant un réseau d'alimentation électrique basse tension (BT) et un réseau électrique de puissance. Le réseau BT comprend une batterie BT pouvant alimenter le système STT et une première pluralité d'auxiliaires du réseau électrique de bord du véhicule. Le réseau de puissance comprend une batterie HT pouvant alimenter ladite machine électrique et une deuxième pluralité d'auxiliaires du réseau électrique de bord. Selon l'invention, le réseau BT comporte une source d'énergie électrique supplémentaire et des moyens de connexion de la source d'énergie supplémentaire en série ou en parallèle avec la batterie BT. [0007] De préférence : - la source d'énergie électrique supplémentaire est une batterie. - la tension électrique de la source d'énergie électrique supplémentaire 25 est sensiblement égale à la tension électrique de la batterie BT. - les moyens de connexion comportent un relais. - un relais de découplage est interposé entre le réseau BT et le réseau de puissance. 4Note that a system without DC / DC converter is known from US patent application 2006/0127704 A1, but where the converter normally provides the link between a traction energy store (a high voltage battery) and an energy producer (a fuel cell), and not in a system where the DC / DC converter provides the link between two energy storers, namely the high voltage battery and the starter / service batteries of the network. In addition, this patent application can not be applied to improving the starting phase of a heat engine. The present invention relates to a power supply device for a hybrid vehicle equipped with a heat engine, an electrical machine and a Stop & Start system (STT), the device comprising a low power supply network. voltage (LV) and a power grid. The LV network includes a BT battery that can power the STT system and a first plurality of auxiliaries of the vehicle electrical network. The power network comprises a battery HT which can supply said electric machine and a second plurality of auxiliaries of the on-board electrical network. According to the invention, the LV network comprises an additional source of electrical energy and means for connecting the additional energy source in series or in parallel with the battery BT. [0007] Preferably: the additional electrical energy source is a battery. - The voltage of the additional power source 25 is substantially equal to the voltage of the battery BT. the connection means comprise a relay. - A decoupling relay is interposed between the LV network and the power network. 4

- un convertisseur DC/DC est interposé entre la batterie HT et le réseau électrique de bord. - un relais de sécurité est interposé entre la batterie HT et le convertisseur DC/DC. - le réseau de puissance comporte un onduleur placé entre la batterie HT et la machine électrique. - le dispositif comporte un démarreur pour le moteur thermique, alimenté par la batterie BT. - la machine électrique est un moteur électrique. [0008] L'invention concerne également un procédé de gestion du dispositif d'alimentation électrique défini précédemment. Selon ce procédé, la batterie BT et la source d'énergie supplémentaire sont connectées en parallèle lorsque la traction du véhicule est assurée par la machine électrique. La deuxième pluralité des auxiliaires du réseau de bord est alors avantageusement alimentée à l'aide de la batterie BT et de la source d'énergie supplémentaire. [0009] La batterie BT et la source d'énergie supplémentaire sont connectées en série pour le redémarrage du moteur thermique à l'aide du système STT. [0010] De plus, selon des modes de réalisation préférés : - le relais de découplage est ouvert lorsque le moteur thermique est remis en marche par le système STT; - le relais de sécurité est ouvert lorsque le véhicule n'est pas en fonctionnement ; - les auxiliaires de la deuxième pluralité sont relativement sensibles aux fluctuations de tension ; - les auxiliaires de la première pluralité sont relativement peu sensible aux fluctuations de tension. [0011] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donné 5 à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés et sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique du système de traction d'un véhicule hybride équipé d'un système STT ; - la figure 2 représente un mode de réalisation, conforme à la présente invention, d'un dispositif d'alimentation électrique multi-tension d'un véhicule hybride dont la chaîne de traction est représentée schématiquement sur la figure 1; - les figures 3 et 4 représentent le mode de réalisation de la figure 2 avec une source d'énergie supplémentaire connectée à une batterie basse 15 tension BT en parallèle (figure 3) et en série (figure 4). [0012] L'invention concerne les véhicules hybrides munis d'un système Stop & Start (STT), dont un mode de réalisation de la chaîne de traction est représenté schématiquement sur la figure 1. La traction du véhicule est assurée, alternativement, soit par un moteur thermique 10 dont le vilebrequin 20 (non représenté) peut être couplé à une boite de vitesses 12 par l'intermédiaire d'un embrayage 14, soit par un moteur électrique 16 alimenté par une batterie 18. Un système STT 19 est utilisé pour arrêter et remettre en route le moteur thermique 10 lorsque certaines conditions sont réunies (par exemple lorsque le véhicule est arrêté à un feu rouge). L'alternateur est alors 25 avantageusement réversible en ce sens qu'il peut fonctionner en générateur de courant électrique (fonction classique d'un alternateur) mais également en moteur électrique et donc fournir un couple mécanique au vilebrequin du moteur thermique de façon à redémarrer le moteur thermique. On notera que 6a DC / DC converter is interposed between the HV battery and the on-board electrical network. - A safety relay is interposed between the HV battery and the DC / DC converter. - The power network comprises an inverter placed between the HV battery and the electric machine. - The device comprises a starter for the engine, powered by the battery BT. - the electric machine is an electric motor. The invention also relates to a management method of the power supply device defined above. According to this method, the battery BT and the additional energy source are connected in parallel when the traction of the vehicle is provided by the electric machine. The second plurality of auxiliaries of the onboard network is then advantageously powered by means of the battery BT and the additional power source. The battery BT and the additional power source are connected in series for the restart of the engine using the STT system. In addition, according to preferred embodiments: - the decoupling relay is open when the engine is restarted by the STT system; - the safety relay is open when the vehicle is not in operation; the auxiliaries of the second plurality are relatively sensitive to voltage fluctuations; the auxiliaries of the first plurality are relatively insensitive to voltage fluctuations. [0011] Other advantages and features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment of the invention, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings and in which: FIG. 1 is a schematic representation of the traction system of a hybrid vehicle equipped with an STT system; FIG. 2 represents an embodiment, in accordance with the present invention, of a multi-voltage power supply device of a hybrid vehicle whose traction chain is shown diagrammatically in FIG. 1; FIGS. 3 and 4 show the embodiment of FIG. 2 with an additional power source connected to a low voltage battery LV in parallel (FIG. 3) and in series (FIG. 4). The invention relates to hybrid vehicles equipped with a Stop & Start system (STT), one embodiment of the drive chain is shown schematically in Figure 1. The traction of the vehicle is provided, alternatively, either by a heat engine 10 whose crankshaft 20 (not shown) can be coupled to a gearbox 12 via a clutch 14, or by an electric motor 16 powered by a battery 18. An STT system 19 is used to stop and restart the engine 10 when certain conditions are met (for example when the vehicle is stopped at a red light). The alternator is then advantageously reversible in that it can operate as a generator of electric current (a conventional function of an alternator) but also as an electric motor and thus provide a mechanical torque to the crankshaft of the heat engine so as to restart the engine. thermal motor. Note that 6

le moteur électrique de traction 16 peut aussi fonctionner en générateur pour fournir du courant électrique à la batterie 18. [0013] La figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation, conforme à la présente invention, d'un dispositif d'alimentation électrique multi-tension d'un véhicule hybride dont la chaîne de traction est représentée schématiquement sur la figure 1. Le véhicule hybride comporte un moteur thermique 20, une machine électrique de traction 22 (par exemple un moteur électrique), un réseau d'alimentation électrique basse tension BT 24 et un réseau électrique de puissance 26. Le réseau BT comporte une batterie basse tension BT 28 (typiquement de 12 Volts), un système Stop&Start (STT) 30 et une première pluralité d'auxiliaires électriques 32 du réseau de bord du véhicule alimentés par le réseau BT à travers un boîtier 34 de protection et de distribution. Ces auxiliaires électriques 32 sont relativement peu sensibles aux variations de tension. Ce sont par exemple les bougies de préchauffage, les sièges chauffants, les rétroviseurs chauffants et le dégivrage de la lunette arrière. Selon l'invention, une source d'énergie électrique supplémentaire peut être connectée en parallèle ou en série par des moyens de connexion 38 à la batterie BT. Cette source d'énergie électrique supplémentaire peut être par exemple une batterie 36, de préférence, mais non nécessairement, de même tension que celle (12 Volts) de la batterie 28. Les moyens de connexion peuvent avantageusement comporter un relais 38 permettant de connecter la batterie BT 28 soit en parallèle (cas de la figure 3), soit en série (cas de la figure 4). [0014] Le système STT 30 est alimenté par l'ensemble source d'énergie supplémentaire 36 / batterie BT 28 à travers un onduleur 40, soit à 12 Volts (source 36 et batterie 28 connectée en parallèle), soit à 24 Volts lorsque la source 36 et la batterie 28 sont connectées en série et lorsque la source supplémentaire 36 est à une tension de 12 Volts. Le moteur thermique 20 peut être mis en marche de façon classique par un démarreur 42 alimenté par la batterie BT de 12 Volts. 7the electric traction motor 16 may also operate as a generator for supplying electric power to the battery 18. [0013] FIG. 2 schematically represents an embodiment, in accordance with the present invention, of a multi-power supply device. voltage of a hybrid vehicle whose drivetrain is shown schematically in Figure 1. The hybrid vehicle comprises a heat engine 20, an electric traction machine 22 (for example an electric motor), a low voltage power supply network BT 24 and an electrical power network 26. The LV network comprises a low voltage battery BT 28 (typically 12 Volts), a Stop & Start System (STT) 30 and a first plurality of electrical auxiliaries 32 of the vehicle onboard network powered by the LV network through a housing 34 for protection and distribution. These electrical auxiliaries 32 are relatively insensitive to voltage variations. These include glow plugs, heated seats, heated mirrors and defrosting the rear window. According to the invention, an additional source of electrical power can be connected in parallel or in series by connection means 38 to the battery BT. This additional source of electrical energy may be for example a battery 36, preferably, but not necessarily, of the same voltage as that (12 volts) of the battery 28. The connection means may advantageously comprise a relay 38 for connecting the battery. BT battery 28 is in parallel (case of Figure 3) or in series (case of Figure 4). The STT system 30 is powered by the additional energy source 36 / LV battery 28 through an inverter 40, either 12 volts (source 36 and battery 28 connected in parallel), or 24 volts when the source 36 and the battery 28 are connected in series and when the additional source 36 is at a voltage of 12 volts. The heat engine 20 can be started in a conventional manner by a starter 42 powered by the 12-volt battery BT. 7

[0015] Le réseau de puissance 26 comporte une batterie haute tension HT 44, par exemple de 24 Volts, qui peut être connectée à la machine électrique 22 via un onduleur 46 et un relais de sécurité 48. Le terme haute tension utilisée dans cette description désigne une tension électrique supérieure à celle de la batterie BT 28. Le relais de sécurité 48 est en position ouverte lorsque le véhicule n'est pas en fonctionnement, de façon à isoler électriquement la batterie HT des autres composants du véhicule. Une deuxième pluralité d'auxiliaires électriques 50 du réseau de bord du véhicule peuvent être alimentés par le réseau de puissance à travers un boîtier de protection et de distribution 52 et un convertisseur DC/DC 54 fournissant, à partir de la batterie HT 44, une tension électrique compatible avec la tension d'alimentation des auxiliaires électriques 50. Ces derniers sont relativement sensibles aux variations de tension, par exemple la radio, les phares, le combiné et les différents afficheurs du tableau de bord. [0016] Un relais de découplage 56 relie le réseau BT au convertisseur 54 et au boîtier de protection 52. Ce relais de découplage 56 est ouvert uniquement pendant les phases de démarrage du moteur thermique de façon à éviter une chute de tension aux bornes de la batterie BT 28. Le relais 56 est commandé par un signal de commande 58 issu d'un contrôleur de bord (non représenté). [0017] La figure 3 représente le dispositif d'alimentation électrique de la figure 2 dans le cas d'une situation de roulage du véhicule en mode électrique pur, c'est-à-dire avec le moteur thermique à l'arrêt. Les batteries 28 et 36 sont connectées en parallèle : les bornes négatives 60 et 62 des batteries respectivement 28 et 36 étant chacune reliée à la terre et les bornes positives 64 et 66 des batteries respectivement 28 et 36 étant reliées entre elles par le relais de connexion 38. La deuxième pluralité d'auxiliaires électriques 50, sensibles aux variations de tension, peuvent être alimentés par le réseau BT 24. Tous les auxiliaires électriques peuvent alors être alimentés par le réseau BT. La présence de la source d'énergie 8The power network 26 comprises a high voltage battery HT 44, for example 24 volts, which can be connected to the electrical machine 22 via an inverter 46 and a safety relay 48. The term high voltage used in this description designates an electrical voltage higher than that of the battery BT 28. The safety relay 48 is in the open position when the vehicle is not in operation, so as to electrically isolate the battery HT from other components of the vehicle. A second plurality of electrical auxiliaries 50 of the vehicle edge network may be supplied by the power network through a protection and distribution box 52 and a DC / DC converter 54 supplying, from the battery HT 44, a electrical voltage compatible with the supply voltage of the electrical auxiliaries 50. The latter are relatively sensitive to voltage variations, for example the radio, the headlights, the handset and the various displays of the dashboard. A decoupling relay 56 connects the LV network to the converter 54 and to the protective housing 52. This decoupling relay 56 is open only during the starting phases of the heat engine so as to avoid a voltage drop across the terminals. BT battery 28. The relay 56 is controlled by a control signal 58 from an on-board controller (not shown). Figure 3 shows the power supply device of Figure 2 in the case of a driving situation of the vehicle in pure electric mode, that is to say with the engine stopped. The batteries 28 and 36 are connected in parallel: the negative terminals 60 and 62 of the batteries respectively 28 and 36 are each connected to earth and the positive terminals 64 and 66 of the batteries respectively 28 and 36 being interconnected by the connection relay 38. The second plurality of electrical auxiliaries 50, sensitive to voltage variations, can be powered by the LV network 24. All the electrical auxiliaries can then be powered by the LV network. The presence of the energy source 8

supplémentaire 36, reliée en parallèle à la batterie BT 28, permet, d'une part, d'étendre la durée du mode de fonctionnement du véhicule en mode électrique et d'économiser la batterie BT 28, la source d'énergie supplémentaire 36 assurant les transitoires de puissance à la place du convertisseur DC/DC 54, ce dernier ne fournissant plus que la puissance moyenne. D'autre part, ce mode de réalisation permet de limiter le transfert d'énergie de la batterie HT 44 vers le réseau de bord, voir même de le supprimer, ce qui engendre un dimensionnement en puissance du convertisseur DC/DC 54 plus faible, voir même la suppression de ce convertisseur. [0018] La figure 4 représente le dispositif d'alimentation électrique de la figure 2 dans le cas d'une situation de démarrage du moteur thermique 20 à l'aide du système STT 30, donc à l'aide d'un alternateur réversible fonctionnant en moteur électrique alimenté par la batterie BT et la source d'énergie supplémentaire 36. Sans la source d'énergie supplémentaire 36 le démarrage du moteur thermique 20 par l'alternateur réversible du système STT, donc sous basse tension de 12 Volts, amènent des fluctuations de tension importantes aux bornes de la batterie BT 28 alimentant l'alternateur réversible. De plus, le couple requis pour assurer les redémarrages du moteur thermique est limité par le niveau de puissance disponible sous 12 Volts. Selon la présente invention, dans le cas du redémarrage du moteur thermique par le système STT, la source d'énergie supplémentaire 36 et la batterie BT 28 sont connectées en série : la borne négative 62 de la source supplémentaire 36 étant reliée, par le relais 38, à la borne positive 64 de la batterie BT 28. Lorsque la source supplémentaire 36 est une batterie de 12 Volts, l'ensemble des batteries 36 et 28 montées en série fournit donc une tension de 24 Volts. Cette tension plus élevée est favorable au démarrage du moteur : en effet, à puissance égale, plus la tension d'alimentation de l'alternateur réversible est élevée, plus le courant est faible. Les pertes par effet Joule étant proportionnelles au carré de l'intensité du courant, la limitation du courant permet de réduire les pertes, estimées à quelques 936, connected in parallel with the battery BT 28, allows, on the one hand, to extend the duration of the vehicle operating mode in electric mode and to save the battery BT 28, the additional energy source 36 ensuring the power transients in place of the DC / DC converter 54, the latter only providing the average power. On the other hand, this embodiment makes it possible to limit the transfer of energy from the battery HT 44 to the on-board network, or even to eliminate it, which generates power sizing of the lower DC / DC converter 54. see even removing this converter. FIG. 4 represents the power supply device of FIG. 2 in the case of a start-up situation of the heat engine 20 with the aid of the STT system 30, thus using a reversible alternator operating in an electric motor powered by the battery BT and the additional energy source 36. Without the additional energy source 36 the starting of the heat engine 20 by the reversible alternator of the STT system, therefore under low voltage of 12 volts, bring significant voltage fluctuations at the terminals of the battery BT 28 supplying the reversible alternator. In addition, the torque required to restart the engine is limited by the power level available at 12 volts. According to the present invention, in the case of the restart of the heat engine by the STT system, the additional energy source 36 and the battery BT 28 are connected in series: the negative terminal 62 of the additional source 36 being connected by the relay 38, at the positive terminal 64 of the battery BT 28. When the additional source 36 is a 12-volt battery, all the batteries 36 and 28 connected in series thus provides a voltage of 24 volts. This higher voltage is favorable for starting the engine: in fact, at equal power, the higher the supply voltage of the reversible alternator, the lower the current. Since Joule losses are proportional to the square of the intensity of the current, limiting the current reduces losses, estimated at some 9

kilowatts. Le surplus de puissance disponible sous 24 Volts permet d'obtenir un niveau de couple de l'alternateur réversible supérieur à celui obtenu sous 12 Volts. Ceci procure un meilleur rendement du système STT et des démarrages du moteur thermique de durées plus courtes et donc des démarrages plus aisés et une utilisation plus confortable du système STT. L'ajout de la source d'énergie supplémentaire 36 permet également de limiter les fluctuations de tension sur le boîtier de distribution 52 et d'amortir les forts appels de courant dus aux auxiliaires électriques 50 sensibles aux variations de tension. [0019] D'autres modes de réalisation que celui décrit et représenté peuvent être conçus par l'homme du métier sans sortir du cadre de la présente invention.kilowatts. The surplus power available at 24 volts makes it possible to obtain a torque level of the reversible alternator higher than that obtained under 12 volts. This provides a better performance of the STT system and the start of the engine of shorter durations and thus easier starting and more comfortable use of the STT system. The addition of the additional energy source 36 also makes it possible to limit the voltage fluctuations on the distribution box 52 and to dampen the strong current draws due to the electrical auxiliaries 50 that are sensitive to voltage variations. Other embodiments than that described and shown may be designed by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

Claims (17)

Translated fromFrench
REVENDICATIONS1. Dispositif d'alimentation électrique pour véhicule hybride muni d'un moteur thermique (20), d'une machine électrique (22) et d'un système Stop & Start (STT) (30), le dispositif comprenant un réseau d'alimentation électrique basse tension BT (24) et un réseau électrique de puissance (26), le réseau BT comprenant une batterie BT (28) alimentant le système STT et une première pluralité d'auxiliaires (32) du réseau électrique de bord du véhicule, le réseau de puissance comprenant une batterie HT (44) pouvant alimenter la machine électrique (22) et une deuxième pluralité d'auxiliaires (50) du réseau électrique de bord, le dispositif étant caractérisé en ce que le réseau BT comporte une source d'énergie électrique supplémentaire (36) et des moyens de connexion (38) de ladite source supplémentaire en série ou en parallèle avec la batterie BT (28).1. Power supply device for a hybrid vehicle equipped with a heat engine (20), an electric machine (22) and a Stop & Start system (STT) (30), the device comprising a network of LV low voltage power supply (24) and a power grid (26), the LV network including a battery (28) supplying the STT system and a first plurality of auxiliaries (32) of the vehicle electrical network, the power network comprising an HV battery (44) capable of supplying the electrical machine (22) and a second plurality of auxiliaries (50) of the on-board electrical network, the device being characterized in that the LV network comprises a source of additional electrical power (36) and connection means (38) of said additional source in series or in parallel with the battery BT (28).2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite source d'énergie électrique supplémentaire est une batterie (36).2. Device according to claim 1 characterized in that said additional electric power source is a battery (36).3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la tension électrique de ladite source d'énergie électrique supplémentaire (36) est sensiblement égale à la tension électrique de la batterie BT (28).3. Device according to one of claims 1 and 2 characterized in that the voltage of said additional electric power source (36) is substantially equal to the voltage of the battery BT (28).4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de connexion comportent un relais (38).4. Device according to one of the preceding claims characterized in that the connection means comprise a relay (38).5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un relais de découplage (56) est interposé entre le réseau BT et le réseau de puissance.5. Device according to one of the preceding claims characterized in that a decoupling relay (56) is interposed between the LV network and the power network.6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un convertisseur DC/DC (54) est interposé entre la batterie HT (44) et le réseau électrique de bord. 10 116. Device according to one of the preceding claims characterized in that a DC / DC converter (54) is interposed between the battery HT (44) and the onboard electrical network. 10 117. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'un relais de sécurité (48) est interposé entre la batterie HT (44) et le convertisseur DC/DC (54).7. Device according to claim 6 characterized in that a safety relay (48) is interposed between the battery HT (44) and the DC / DC converter (54).8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le réseau de puissance (26) comporte un onduleur (46) placé entre la batterie HT (44) et la machine électrique (22).8. Device according to one of the preceding claims characterized in that the power network (26) comprises an inverter (46) placed between the battery HT (44) and the electric machine (22).9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un démarreur (42) pour le moteur thermique (20), alimenté par la batterie BT (28).9. Device according to one of the preceding claims characterized in that it comprises a starter (42) for the heat engine (20), powered by the battery BT (28).10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la machine électrique (22) est un moteur électrique.10. Device according to one of the preceding claims characterized in that the electric machine (22) is an electric motor.11. Procédé de gestion du dispositif d'alimentation électrique défini à l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la batterie BT (28) et la source d'énergie supplémentaire (36) sont connectées en parallèle lorsque la traction du véhicule est assurée par la machine électrique (22).11. Management method of the power supply device defined in one of the preceding claims characterized in that the battery BT (28) and the additional power source (36) are connected in parallel when the traction of the vehicle is ensured by the electric machine (22).12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que les auxiliaires de la deuxième pluralité (50) du réseau de bord sont alimentés à l'aide de la batterie BT (28) et de la source d'énergie supplémentaire (36).12. The method of claim 11 characterized in that the auxiliaries of the second plurality (50) of the onboard network are powered by the BT battery (28) and the additional energy source (36).13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que la batterie BT (28) et la source d'énergie supplémentaire (36) sont connectées en série pour le redémarrage du moteur thermique (20) à l'aide du système STT (30).13. Method according to one of claims 1 to 10 characterized in that the battery BT (28) and the additional energy source (36) are connected in series for restarting the heat engine (20) using the STT system (30).14. Procédé selon la revendication 5 et l'une des revendications 11 à 13 caractérisé en ce que le relais de découplage (56) est ouvert lorsque le moteur thermique (20) est remis en marche par le système STT 1214. The method of claim 5 and one of claims 11 to 13 characterized in that the decoupling relay (56) is open when the engine (20) is restarted by the STT system 1215. Procédé selon la revendication 6 et l'une des revendications 11 à 14 caractérisé en ce que le relais de sécurité (48) est ouvert lorsque le véhicule n'est pas en fonctionnement.15. The method of claim 6 and one of claims 11 to 14 characterized in that the safety relay (48) is open when the vehicle is not in operation.16. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15 caractérisé en ce que la deuxième pluralité d'auxiliaires (50) du réseau de bord sont ceux dont le fonctionnement est relativement sensible aux fluctuations de tension.16. Method according to one of claims 11 to 15 characterized in that the second plurality of auxiliaries (50) of the onboard network are those whose operation is relatively sensitive to voltage fluctuations.17. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15 caractérisé en ce que la première pluralité d'auxiliaires (32) du réseau de bord sont ceux dont le fonctionnement n'est relativement pas sensible aux fluctuations de tension. 20 2517. Method according to one of claims 11 to 15 characterized in that the first plurality of auxiliaries (32) of the onboard network are those whose operation is relatively not sensitive to voltage fluctuations. 20 25
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